ITBO20010644A1 - DEVICE FOR THE DETECTION OF THE PRESENCE OF CHLORINE IN DUCTED FLUIDS ALONG A DUCT - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale of the patent for industrial invention
La presente invenzione è relativa ad un dispositivo per il rilevamento della presenza di cloro in un fluido canalizzato lungo un condotto. The present invention relates to a device for detecting the presence of chlorine in a fluid channeled along a duct.
La presente invenzione ha come ulteriore oggetto una macchina per dialisi che comprende almeno un dispositivo per il rilevamento della presenza di cloro in almeno una porzione del circuito di dialisi. The present invention relates to a further object of a dialysis machine which comprises at least one device for detecting the presence of chlorine in at least a portion of the dialysis circuit.
Pertanto, anche se nel prosieguo ci si riferirà sovente all'utilizzo di un siffatto dispositivo in una macchina di dialisi, resta inteso che esso può èssere utilizzato in qualsiasi impianto di depurazione utilizzante in particolare dell'ipoclorito, per esempio in un impianto di depurazione dell'acqua utilizzata in una piscina. Therefore, even if in the following we will often refer to the use of such a device in a dialysis machine, it is understood that it can be used in any purification plant that uses hypochlorite in particular, for example in a wastewater treatment plant. water used in a swimming pool.
E' noto che nelle macchine di dialisi alcuni organi sono del tipo usa-e-getta, mentre altri sono utilizzati per più trattamenti e quindi, dopo ogni trattamento di dialisi devono essere sottoposti ad una operazione di disinfezione . It is known that in dialysis machines some organs are of the disposable type, while others are used for multiple treatments and therefore, after each dialysis treatment they must undergo a disinfection operation.
Normalmente la disinfezione è realizzata tramite un fluido a base di ipoclorito che viene messo in circolo nella macchina di dialisi stessa. Disinfection is normally carried out using a hypochlorite-based fluid that is circulated in the dialysis machine itself.
Tuttavia, dopo l'operazione di disinfezione degli organi della macchina di dialisi che non sono del tipo usa-e-getta, deve essere effettuato un ulteriore lavaggio per eliminare eventuali residui del liquido di disinfezione. E' da sottolineare il fatto che l'accidentale iniezione in un paziente di una soluzione presentante una concentrazione di cloro al di sopra di 5 microlitri/litro può risultare estremamente dannosa per il paziente stesso. However, after the operation of disinfecting the organs of the dialysis machine that are not of the disposable type, a further washing must be carried out to eliminate any residues of the disinfection liquid. It should be emphasized that the accidental injection into a patient of a solution having a chlorine concentration above 5 microlitres / liter can be extremely harmful for the patient.
Attualmente la presenza di cloro non viene in nessun modo rilevata, per cui ci si fida dell'operatore, il quale sa, per esperienza, che un certo tempo di lavaggio successivo all'operazione di disinfezione ha per effetto la completa asportazione dei residui di ipoclorito i quali, durante la disinfezione, si sono depositati sulle pareti del circuito di dialisi. Currently the presence of chlorine is not detected in any way, so the operator is trusted, who knows, from experience, that a certain washing time following the disinfection operation has the effect of completely removing the hypochlorite residues. which, during disinfection, were deposited on the walls of the dialysis circuit.
Evidentemente, nelle macchine di dialisi di concezione più evoluta è necessario assicurare una precisione maggiore nella misurazione della quantità di ipoclorito presente nei fluidi. Obviously, in the most advanced dialysis machines it is necessary to ensure greater precision in measuring the quantity of hypochlorite present in the fluids.
Pertanto, scopo principale della presente invenzione è quello di realizzare un dispositivo per il rilevamento della presenza di cloro in un fluido canalizzato lungo un condotto, dispositivo caratterizzato dal fatto di comprendere: Therefore, the main purpose of the present invention is to provide a device for detecting the presence of chlorine in a fluid channeled along a duct, a device characterized in that it comprises:
mezzi di emissione di un fascio di raggi luminosi; means for emitting a beam of light rays;
- mezzi di ricezione, almeno parziale, di detto fascio di raggi luminosi emesso da detti mezzi di emissione; - means for receiving, at least partially, said beam of light rays emitted by said emission means;
detto condotto essendo almeno in parte trasparente a detto fascio di raggi luminosi; said duct being at least partially transparent to said beam of light rays;
e dal fatto di comprendere inoltre mezzi elettronici per la misurazione della trasmittanza in detto fluido canalizzato lungo detto condotto, in modo da risalire dal valore di tale trasmittanza al contenuto in cloro di detto fluido. and by also comprising electronic means for measuring the transmittance in said fluid channeled along said duct, so as to trace the chlorine content of said fluid from the value of said transmittance.
Ulteriore scopo della presente invenzione è una macchina di dialisi caratterizzata dal fatto di comprendere almeno un dispositivo per il rilevamento della presenza di cloro in un fluido canalizzato lungo un condotto oggetto principale della presente invenzione . A further object of the present invention is a dialysis machine characterized in that it comprises at least one device for detecting the presence of chlorine in a fluid channeled along a duct which is the main object of the present invention.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:
la figura 1 illustra un complessivo di un dispositivo per il rilevamento della presenza di cloro in un fluido canalizzato lungo un condotto secondo l'invenzione; e Figure 1 illustrates an assembly of a device for detecting the presence of chlorine in a fluid channeled along a duct according to the invention; And
la figura 2 mostra una sezione parziale del complessivo di figura 1 con delle parti asportate per migliorare la leggibilità del disegno. Figure 2 shows a partial section of the assembly of Figure 1 with parts removed to improve the legibility of the drawing.
Nelle figure allegate con 10 si è designato un dispositivo in accordo con la presente invenzione. In the attached figures, 10 has designated a device in accordance with the present invention.
Come è stato detto in precedenza, tale dispositivo 10 trova vantaggiosa applicazione, per esempio, in una macchina di dialisi non illustrata nella sua interezza. As previously said, this device 10 finds advantageous application, for example, in a dialysis machine not shown in its entirety.
Il dispositivo 10 comprende un involucro 11 (figura 1) il quale contiene e/o supporta gli elementi funzionali . The device 10 comprises a casing 11 (Figure 1) which contains and / or supports the functional elements.
L'involucro 11 presenta una rientranza 12 in cui è alloggiata una ampolla di controllo 13 realizzata in un materiale trasparente, preferibilmente vetro (figura 2). The casing 11 has a recess 12 in which a control bulb 13 made of a transparent material, preferably glass (Figure 2), is housed.
A ciascuna estremità dell'ampolla di controllo 13 è collegato, con mezzi tradizionali (non illustrati), un rispettivo tubo 14, 15. A respective tube 14, 15 is connected to each end of the control interrupter 13 by conventional means (not shown).
L'insieme dell'ampolla di controllo 13 e dei tubi 14, 15 costituisce un condotto 16. The assembly of the control interrupter 13 and of the tubes 14, 15 constitutes a conduit 16.
Come mostrato in maggior dettaglio in figura 2, l'involucro 11 è atto a sostenere una flangia di supporto 17 per un fotodiodo emettitore 18. Più in particolare, la flangia 17 è appoggiata sull'involucro 11 ed è ad esso fissato tramite viti (non illustrate). As shown in greater detail in Figure 2, the casing 11 is adapted to support a support flange 17 for an emitter photodiode 18. More specifically, the flange 17 rests on the casing 11 and is fixed to it by means of screws (not illustrated).
La flangia 17 presenta una cavità filettata 17a in cui viene avvitata una boccola 19 di supporto di una lente 20. Anche la superficie esterna della boccola 19 presenta una filettatura atta a realizzare il desiderato accoppiamento con la cavità 17a della flangia 17. The flange 17 has a threaded cavity 17a into which a bushing 19 supporting a lens 20 is screwed. The external surface of the bushing 19 also has a thread suitable for achieving the desired coupling with the cavity 17a of the flange 17.
Inoltre, all'estremità inferiore della boccola 19 è fissata una ghiera 21 rappresentata soltanto in figura 1. Furthermore, a ring nut 21 is fixed to the lower end of the bushing 19, shown only in Figure 1.
Sull'involucro 11 è prevista, inoltre, una feritoia 22 attraverso cui le dita di un operatore possono fare ruotare la ghiera 21 intorno ad un asse di simmetria A per regolare la posizione assiale della lente 20, la quale, come abbiamo detto, è solidale alla boccola 19. Più in particolare, ruotando la ghiera 21 l'operatore fa sì che il fascio di raggi luminosi emesso dal fotodiodo 18 colpisca sempre la superficie esterna dell'ampolla 16 per dei fini che saranno chiariti meglio in seguito. On the casing 11 there is also a slot 22 through which the fingers of an operator can rotate the ring nut 21 around an axis of symmetry A to adjust the axial position of the lens 20, which, as we have said, is integral to the bushing 19. More specifically, by rotating the ring nut 21 the operator causes the beam of light rays emitted by the photodiode 18 to always strike the external surface of the bulb 16 for purposes which will be better clarified later on.
Come mostrato in figura 2, dalla parte opposta del fotodiodo emettitore 18 rispetto all'ampolla di controllo 13 è posizionato un fotodiodo ricevitore 23. As shown in Figure 2, a receiver photodiode 23 is positioned on the opposite side of the emitter photodiode 18 with respect to the control bulb 13.
La quantità di luce ricevuta dal fotodiodo ricevitore 23 misura la trasmittanza del fascio luminoso nel fluido in transito nel condotto 16. The quantity of light received by the receiving photodiode 23 measures the transmittance of the light beam in the fluid passing through the duct 16.
In altre parole, la quantità di luce ricevuta dal fotodiodo ricevitore 23 misura l'assorbanza dell'ipoclorito disciolto nel fluido. In other words, the amount of light received by the receiver photodiode 23 measures the absorbance of the hypochlorite dissolved in the fluid.
I valori della trasmittanza (della assorbanza) letti dal fotodiodo ricevitore 23 sono inviati ad una centralina elettronica 24 che li elabora per determinare il contenuto in cloro della soluzione. The values of the transmittance (of the absorbance) read by the receiving photodiode 23 are sent to an electronic control unit 24 which processes them to determine the chlorine content of the solution.
Per esempio, se il dispositivo 10 è inserito in una macchina di dialisi (non illustrata) e se tale dispositivo 10 rileva il superamento di una certo valore di soglia della concentrazione di cloro (per esempio, 2 microlitri/litro) , la centralina 24 blocca la macchina di dialisi e dà l'allarme, in modo che l'operatore possa intervenire tempestivamente. For example, if the device 10 is inserted in a dialysis machine (not shown) and if this device 10 detects that a certain threshold value of the chlorine concentration has been exceeded (for example, 2 microliters / liter), the control unit 24 blocks the dialysis machine and gives the alarm, so that the operator can intervene promptly.
Uno specchio 25, posto vantaggiosamente a 45°, è situato tra il fotodiodo emettitore 18 e l'ampolla di controllo 13 in modo da deviare una piccola percentuale (circa il 2%) della luce incidente verso un fotoricevitore ausiliario 26 collegato elettricamente con la centralina elettronica 24. Il restante 98% dell'energia luminosa incidente sullo specchio 25 passa attraverso quest'ultimo è raggiunge, come desiderato, il fotodiodo ricevitore 23, dopo aver attraversato il fluido clorato che sta fluendo nell'ampolla di controllo 13 . A mirror 25, advantageously placed at 45 °, is located between the emitter photodiode 18 and the control bulb 13 so as to deflect a small percentage (about 2%) of the incident light towards an auxiliary photoreceiver 26 electrically connected to the control unit electronics 24. The remaining 98% of the light energy incident on the mirror 25 passes through the latter and reaches, as desired, the receiving photodiode 23, after passing through the chlorinated fluid which is flowing in the control bulb 13.
Questo 2% di energia luminosa deviata verso il fotoricevitore ausiliario 26 ed elaborato dalla centralina elettronica 24 serve a rilevare la potenza effettivamente emessa dal fotodiodo emettitore 18 ed a controllare retroattivamente la potenza preimpostata. In buona sostanza, dopo aver impostato un valore della potenza luminosa che deve essere emessa dal fotodiodo emettitore 18, il fotoricevitore ausiliario 26 controlla se la potenza effettivamente in uscita dal fotodiodo emettitore 18 è pari a quella impostata, in caso contrario la corregge di conseguenza di concerto con la centralina elettronica 24. This 2% of light energy diverted towards the auxiliary photoreceiver 26 and processed by the electronic control unit 24 serves to detect the power actually emitted by the emitter photodiode 18 and to retroactively control the preset power. Basically, after having set a value of the light power to be emitted by the emitter photodiode 18, the auxiliary photoreceiver 26 checks whether the power actually output from the emitter photodiode 18 is equal to the one set, otherwise it corrects it accordingly by concert with the electronic control unit 24.
Come è stato detto in precedenza, la lente 20 presenta un sistema di regolazione rappresentato dalla boccola 19, che si avvita nella flangia di supporto 17, e dalla ghiera 21 ad essa solidale. Tale sistema di regolazione serve a far collimare i raggi luminosi sulla superficie esterna dell'ampolla di controllo 13 per qualsiasi dimensione trasversale di tale ampolla di controllo 13. In altre parole, se per qualche ragione si adotta una ampolla di controllo 13 con un diametro inferiore al valore dell'altezza della rientranza 12, l'operatore deve far sì che il fascio di luce collimi sempre sulla superficie di tale ampolla di controllo 13 per realizzare delle letture attendibili della concentrazione in cloro. Per fare questo deve traslare la lente 20 lungo una direzione individuata dall'asse A tramite la ghiera 21. As previously mentioned, the lens 20 has an adjustment system represented by the bushing 19, which screws into the support flange 17, and by the ring nut 21 integral with it. This regulation system serves to make the light rays collimate on the external surface of the control bulb 13 for any transversal dimension of said control bulb 13. In other words, if for some reason a control bulb 13 with a smaller diameter is adopted at the value of the height of the recess 12, the operator must ensure that the beam of light always collides on the surface of this control bulb 13 in order to obtain reliable readings of the chlorine concentration. To do this, the lens 20 must be translated along a direction identified by the axis A by means of the ring nut 21.
Oltre ad un fascio di luce bianca per effettuare una misura della quantità di cloro è possibile adottare una luce monocromatica coerente presentante una certa lunghezza d'onda più adatta allo scopo. In addition to a beam of white light, to carry out a measurement of the quantity of chlorine, it is possible to adopt a coherent monochromatic light having a certain wavelength more suitable for the purpose.
Il vantaggio principale del presente dispositivo 10 è costituito dal fatto che tale dispositivo è del tipo "non invasivo", il quale, cioè, non entra in contatto con il fluido da controllare. Di conseguenza non è necessaria una sua successiva disinfezione dopo l'uso. The main advantage of the present device 10 is constituted by the fact that this device is of the "non-invasive" type, which, that is, does not come into contact with the fluid to be controlled. Consequently, it is not necessary to subsequently disinfect it after use.
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